Aumentar a produção de alimentos é essencial para atender às necessidades da população mundial. Nesse sentido, os pesticidas são parte integrante das práticas agrícolas modernas, visando o aumento da produtividade. O uso disseminado de pesticidas sintéticos na agricultura tem demonstrado causar séria poluição ambiental e problemas de saúde humana. Os pesticidas podem bioacumular-se nas membranas celulares humanas e prejudicar funções do organismo por meio do contato direto ou da ingestão de alimentos contaminados, o que representa uma importante causa de problemas de saúde.
Os parâmetros citogenéticos utilizados neste estudo mostraram um padrão consistente, indicando que o omethoato exerce efeitos genotóxicos e citotóxicos em meristemas de cebola. Embora não haja evidências claras dos efeitos genotóxicos do omethoato em cebola na literatura existente, um grande número de estudos investigou os efeitos genotóxicos do omethoato em outros organismos de teste. Dolara et al. demonstraram que o omethoato induziu um aumento dose-dependente no número de trocas de cromátides irmãs em linfócitos humanos in vitro. Da mesma forma, Arteaga-Gómez et al. demonstraram que o omethoato reduziu a viabilidade celular em queratinócitos HaCaT e células brônquicas humanas NL-20, e o dano genotóxico foi avaliado usando um ensaio cometa. Similarmente, Wang et al. observaram aumento no comprimento dos telômeros e aumento da suscetibilidade ao câncer em trabalhadores expostos ao omethoato. Além disso, em apoio ao presente estudo, Ekong et al. Demonstrou-se que o omethoato (análogo de oxigênio do omethoato) causou uma diminuição no índice mitótico (IM) em *A. cepa* e provocou lise celular, retenção cromossômica, fragmentação cromossômica, alongamento nuclear, erosão nuclear, maturação cromossômica prematura, agrupamento em metáfase, condensação nuclear, aderência em anáfase e anormalidades nas pontes de metáfase C e anáfase. A diminuição nos valores de IM após o tratamento com omethoato pode ser atribuída à desaceleração da divisão celular ou à falha das células em completar o ciclo mitótico. Em contrapartida, o aumento no número de micronúcleos (MN), nas anormalidades cromossômicas e na fragmentação do DNA indicou que a diminuição nos valores de IM estava diretamente relacionada ao dano ao DNA. Dentre as anormalidades cromossômicas detectadas neste estudo, os cromossomos pegajosos foram os mais comuns. Essa anormalidade específica, altamente tóxica e irreversível, é causada pela adesão física de proteínas cromossômicas ou pela interrupção do metabolismo do ácido nucleico na célula. Alternativamente, pode ser causada pela dissolução de proteínas que encapsulam o DNA cromossômico, o que pode levar à morte celular. Cromossomos livres sugerem a possibilidade de aneuploidia43. Além disso, pontes cromossômicas são formadas pela quebra e fusão de cromossomos e cromátides. A formação de fragmentos leva diretamente à formação de micronúcleos (MN), o que está de acordo com os resultados do ensaio cometa no presente estudo. A distribuição desigual da cromatina deve-se à falha na separação das cromátides na fase mitótica tardia, o que leva à formação de cromossomos livres44. O mecanismo exato da genotoxicidade do omethoato não está claro; no entanto, como um pesticida organofosforado, ele pode interagir com componentes celulares, como nucleobases, ou causar danos ao DNA pela geração de espécies reativas de oxigênio (ROS)45. Assim, pesticidas organofosforados podem causar o acúmulo de radicais livres altamente reativos, incluindo O2−, H2O2 e OH−, que podem reagir com as bases do DNA em organismos, causando danos ao DNA direta ou indiretamente. Essas ROS também demonstraram danificar enzimas e estruturas envolvidas na replicação e reparo do DNA. Em contraste, foi sugerido que os pesticidas organofosforados sofrem um processo metabólico complexo após a ingestão por humanos, interagindo com múltiplas enzimas. Propõe-se que essa interação resulte no envolvimento de várias enzimas e dos genes que as codificam nos efeitos genotóxicos do ometoato40. Ding et al.46 relataram que trabalhadores expostos ao ometoato apresentaram aumento no comprimento dos telômeros, o qual foi associado à atividade da telomerase e ao polimorfismo genético. Contudo, embora a associação entre as enzimas de reparo do DNA induzidas pelo ometoato e o polimorfismo genético tenha sido elucidada em humanos, essa questão permanece sem resposta em plantas.
Os mecanismos de defesa celular contra espécies reativas de oxigênio (ROS) são reforçados não apenas por processos antioxidantes enzimáticos, mas também por processos antioxidantes não enzimáticos, dentre os quais a prolina livre é um importante antioxidante não enzimático em plantas. Níveis de prolina até 100 vezes maiores que os valores normais foram observados em plantas estressadas56. Os resultados deste estudo são consistentes com os resultados33 que relataram níveis elevados de prolina em plântulas de trigo tratadas com omethoato. De forma semelhante, Srivastava e Singh57 também observaram que o inseticida organofosforado malation aumentou os níveis de prolina em cebola (A. cepa) e também aumentou as atividades da superóxido dismutase (SOD) e da catalase (CAT), reduzindo a integridade da membrana e causando danos ao DNA. A prolina é um aminoácido não essencial que está envolvido em uma variedade de mecanismos fisiológicos, incluindo a formação da estrutura proteica, a determinação da função proteica, a manutenção da homeostase redox celular, a eliminação de oxigênio singlete e radicais hidroxila, a manutenção do equilíbrio osmótico e a sinalização celular57. Além disso, a prolina protege as enzimas antioxidantes, mantendo assim a integridade estrutural das membranas celulares58. O aumento dos níveis de prolina em cebolas após a exposição ao omethoato sugere que o organismo utiliza a prolina como superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT) para se proteger contra a toxicidade induzida por inseticidas. No entanto, de forma semelhante ao sistema antioxidante enzimático, a prolina demonstrou ser insuficiente para proteger as células da ponta da raiz da cebola contra danos causados por inseticidas.
Uma revisão da literatura mostrou que não existem estudos sobre os danos anatômicos nas raízes das plantas causados por inseticidas omethoatos. No entanto, os resultados de estudos anteriores com outros inseticidas são consistentes com os resultados deste estudo. Çavuşoğlu et al.⁶⁷ relataram que inseticidas de amplo espectro à base de tiametoxam causaram danos anatômicos em raízes de cebola, como necrose celular, tecido vascular pouco definido, deformação celular, camada epidérmica pouco definida e formato anormal dos núcleos meristemáticos. Tütüncü et al.⁶⁸ indicaram que três doses diferentes de inseticidas metiocarb causaram necrose, danos às células epidérmicas e espessamento da parede celular cortical em raízes de cebola. Em outro estudo, Kalefetoglu Makar³⁶ constatou que a aplicação de inseticidas avermectinas nas doses de 0,025 ml/L, 0,050 ml/L e 0,100 ml/L causou tecido condutor indefinido, deformação das células epidérmicas e danos nucleares achatados em raízes de cebola. A raiz é o ponto de entrada para substâncias químicas nocivas na planta e também o principal local mais suscetível a efeitos tóxicos. De acordo com os resultados de MDA do nosso estudo, o estresse oxidativo pode levar a danos na membrana celular. Por outro lado, é importante reconhecer que o sistema radicular também é o mecanismo de defesa inicial contra tais riscos. Estudos demonstraram que os danos observados nas células do meristema radicular podem ser devidos ao mecanismo de defesa dessas células, que impede a absorção de pesticidas. O aumento nas células epidérmicas e corticais observado neste estudo provavelmente resulta da redução da absorção de substâncias químicas pela planta. Esse aumento pode resultar em compressão física e deformação das células e núcleos. Além disso, sugere-se que as plantas podem acumular certas substâncias químicas para limitar a penetração de pesticidas nas células. Esse fenômeno pode ser explicado como uma mudança adaptativa nas células dos tecidos cortical e vascular, em que as células engrossam suas paredes celulares com substâncias como celulose e suberina para impedir que o omethoato penetre nas raízes.71 Além disso, o dano nuclear achatado pode ser resultado da compressão física das células ou do estresse oxidativo que afeta a membrana nuclear, ou pode ser devido a danos ao material genético causados pela aplicação de omethoato.
O ometoato é um inseticida altamente eficaz e amplamente utilizado, especialmente em países em desenvolvimento. No entanto, como ocorre com muitos outros pesticidas organofosforados, ainda existem preocupações quanto ao seu impacto no meio ambiente e na saúde humana. Este estudo teve como objetivo preencher essa lacuna de informação, avaliando de forma abrangente os efeitos prejudiciais dos inseticidas à base de ometoato em uma planta comumente testada, *A. cepa*. Em *A. cepa*, a exposição ao ometoato resultou em retardo do crescimento, efeitos genotóxicos, perda da integridade do DNA, estresse oxidativo e danos celulares no meristema radicular. Os resultados destacaram os impactos negativos dos inseticidas à base de ometoato em organismos não-alvo. Os resultados deste estudo indicam a necessidade de maior cautela no uso de inseticidas à base de ometoato, dosagem mais precisa, maior conscientização entre os agricultores e regulamentações mais rigorosas. Além disso, esses resultados fornecerão um valioso ponto de partida para pesquisas que investiguem os efeitos dos inseticidas à base de ometoato em espécies não-alvo.
Estudos experimentais e estudos de campo de plantas e suas partes (bulbos de cebola), incluindo a coleta de material vegetal, foram realizados de acordo com as normas e regulamentos institucionais, nacionais e internacionais pertinentes.
Data da publicação: 04/06/2025